摘要：环境污染的治理是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，笔者根据当前环保治理现状，阐述了火电厂脱硫废水系统的处理原理及系统流程，以及废水处理运行操作方法和故障处理，分析了工业废水的再利用价值。实践证明，工业废水的处理及再利用，利己利国，能有效避免随意排放带来的环境污染，对工业废水处理的推广应用、改善人居环境，具有重要的现实意义。
1莱城电厂脱硫简介及废水系统处理原理
1.1脱硫系统简述及废水的产生
莱城电厂四台300MW机组采用石灰石-石膏的湿法烟气脱硫工艺，分别为一炉一塔设计。自投运以来，脱硫设施投运率超过99.0%、脱硫效率保持在95%左右。运行中的4套全烟气量处理的湿式石灰石－石膏湿法烟气脱硫装置，运行稳定。系统全烟气量脱硫时，脱硫后烟气温度不低于80℃。校核煤种工况下确保FGD装置排放的SO2浓度不超标；当FGD入口烟气SO2浓度比设计煤种增加25%时仍能安全稳定运行。整套系统于2008年12月底完成安装调试。
吸收塔系统是影响脱硫效率的核心部件，自下而上可分为氧化结晶区、吸收区、除雾区三个主要的功能区。烟气通过吸收塔入口从浆液池上部进入吸收区。在吸收塔内，热烟气自下而上与浆液（三层喷淋层）接触发生化学吸收反应，并被冷却。该浆液由各喷淋层多个喷嘴层喷出。浆液（含硫酸钙、亚硫酸钙、未反应的碳酸钙、惰性物质、飞灰和各种溶质）从烟气中吸收硫的氧化物（S0X）以及其它酸性物质。含硫的氧化物（S0X）与碳酸钙反应，形成亚硫酸钙。亚硫酸钙由设置在浆液池中的氧化空气分布系统强制氧化成石膏，经脱水后石膏进入石膏库外运，部分溢流水经溢流水泵返回吸收塔，产生的废水进入废水处理系统进行处理[1]。
脱硫系统需要连续排放一定量的废水以保证脱硫工艺系统要求，根据脱硫废水的成分和排放要求，设置废水处理系统，全厂4×300MW机组脱硫系统废水处理能力为12t/h。由废水旋流器底流出的废水经废水泵打入废水处理系统（表1进入废水处理系统的废水各项指标），此后废水依次经过中和箱、沉降箱、絮凝箱、浓缩澄清池、出水箱进行处理后外排。浓缩澄清池底部产生的污泥达到一定量时由污泥泵送入压滤机进行脱水处理，固化后的泥饼外运。
脱硫废水处理系统采用了中和，絮凝反应沉淀的工艺化学过程，处理脱硫装置排出的废水，去除其中的重金属、悬浮物等，调节PH值至合适的范围内，以达到国家二级排放标准。
中和处理的主要作用包括两个方面：（1）发生酸碱中和反应，调整pH值至9.0左右。之所以将PH值选择调整到9.0左右有如下两个原因，其一pH值在排放标准之内，其二这个pH值有利于后续沉淀反应的进行。（2）沉淀部分重金属，使锌、铜等重金属元素生成氢氧化物沉淀[2]。
沉淀反应在沉淀箱中进行，其作用是去除废水中的重金属离子（如汞、镉、铅、锌、铜等）、碱土金属（如钙、镁）以及某些非金属（如砷、氟等）。对于一定浓度的某种金属离子而言，溶液的PH值是沉淀金属氢氧化物的重要条件。当溶液由酸性变为弱酸性时，金属氢氧化物的溶解度下降，但许多金属离子的氢氧化物为两性化合物（如铬、铝、锌、铅、铁、镍、铜、镉等的氢氧化物），随着碱性的进一步增强这些两性化合物有发生络合反应使溶解度增大。综合考虑废水排放的允许值和生成的金属离子氢氧化物沉淀不因络合反应而溶解，选择将废水的pH值调整到8-9之间。在一定PH值条件下，金属硫化物有比其氢氧化物更小的溶解度。所以，在沉淀箱中加入有机硫（TMT15三巯基均三嗪三钠）进一步去除重金属离子。当pH值在8-9之间时，重金属硫化物的溶解度已相当小，可认为重金属已被完全去除。絮凝经沉淀反应后的废水中含有大量微小的悬浮物和胶体物质，必须加入絮凝剂使之凝聚成大颗粒而沉降下来。常用的絮凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁等；常用的助凝剂有石灰、高分子凝聚剂等。供方推荐絮凝剂选用硫酸铝化铁，助凝剂选用PAM（阴离子型聚丙烯酰氨）。
澄清池出水自流进入出水箱，经过调整pH达到6.0～9.0范围，通过出水泵排放。
废水旋流站的溢流直接进入废水处理系统的中和、沉降、絮凝三联箱然后进入澄清器和出水箱，其间的出水位梯次布置，形成重力流。
澄清器污泥大部分排至压滤机，小部分回流污泥送回中和箱，设两组螺杆泵（每组2台，1运1备）分别进行输送。回流污泥是为三联箱的结晶反提供晶种，回流量人工调定。
压滤机排出的滤液及压滤机清洗滤布的污水重力自流至滤液箱，设滤液泵（1运1备）将滤液送入三联箱处理（图1莱城电厂废水系统处理原理及流程）。
废水间冲洗水和设备放空水通过室内明沟汇入集水坑，设一台潜水泵将该水送入三联箱处理。
氢氧化钠、有机硫、絮凝剂、助凝剂、盐酸等5个计量箱后分设5组计量泵（1运1备，变频调速），完成向三联箱及出水箱自动在线调节计量加药。
废水处理系统的pH值检测仪的电极设自动清洗装置以防止结垢而失准。
整套系统检修时，废水可以排入事故浆液系统，流程图如下：
1.2废水系统部分设备
废水系统由污泥循环泵、滤液泵、板框压滤机、出水箱及搅拌器等组成（表2废水系统设备配置表）。
2废水系统的运行操作异常处理
2.1废水系统投入
2.1.1三联箱手动投入
2.1.1.1三联箱（图2现场三联箱运行过程中）投入时，按照启动前检查进行检查操作完毕，应先将中和箱投入运行。中和箱的投入检查管道电磁流量计前手动蝶阀（除旁路门外）全部打开。将控制柜上开关全部打至“手动”，所有就地控制箱打至“就地”。中和箱液位高于1/2时，启动中和箱搅拌器。中和箱液位高于2/3时，启动NaOH计量泵，向中和箱加药。NaOH计量泵启动及跳闸条件：
a启动条件：NaOH加药箱液位高于0.4m；
b跳闸条件：NaOH加药箱液位低于0.2m；
c自动启动：运行泵跳闸，或者PH值小于8。
d自动停止：PH值大于8.8。
2.1.1.2沉降箱投入：
检查管道电磁流量计前手动蝶阀（除旁路门外）全部打开。将控制柜上开关全部打至“手动”，所有就地控制箱打至“就地”。沉降箱液位高于1/2时，启动沉降箱搅拌器。沉降箱液位高于2/3时，启动有机硫、混凝剂计量泵，向沉降箱加药。有机硫计量泵启动及跳闸条件：
a启动条件：有机硫加药箱液位高于0.4m；
b跳闸条件：有机硫加药箱液位低于0.2m；
2.1.1.3絮凝箱投入：
检查管道电磁流量计前手动蝶阀（除旁路门外）全部打开。将控制柜上开关全部打至“手动”，所有就地控制箱打至“就地”。絮凝箱液位高于1/2时，启动絮凝箱搅拌器。絮凝箱液位高于2/3时，启动助凝剂计量泵，向絮凝箱加药。助凝剂计量泵启动及跳闸条件：
a启动条件：助凝剂加药箱液位高于0.4m；
b跳闸条件：助凝剂加药箱液位低于0.2m；
2.1.1.4澄清器投入：
澄清器液位高于1/2时，启动澄清器刮泥机运行。澄清器液位高位时，启动污泥循环泵返回中和箱，以提供沉淀所需的晶核，获得更好的沉降。澄清器液位高位时，启动污泥排放泵加压，进入板框压滤机。
2.1.1.5出水箱投入：
检查管道电磁流量计前手动蝶阀（除旁路门外）全部打开。将控制柜上开关全部打至“手动”，所有就地控制箱打至“就地”。出水箱液位高于1/2时，启动出水箱搅拌器。出水箱液位高于2/3时，启动HCl计量泵（图3HCl计量泵及出水箱），向出水箱加药。根据出水箱pH表在线测定，当pH值大于9时，启动HCl计量泵加酸调节。当pH值小于6时，打开污泥循环电动阀门将出水返回中和箱循环。当出水箱pH值在6—9范围内可直接启动出水泵向外排放。
HCl计量泵启动及跳闸条件：
a启动条件：HCl加药箱液位高于0.4m；
b跳闸条件：HCl加药箱液位低于0.2m；
2.1.1.6污泥处理系统启动
将脱硫废水污泥管道手动蝶阀（除旁路门外）全部打开。将控制柜上开关全部打至“手动”，所有就地控制箱打至“就地”。启动污泥循环泵。
污泥排污泵启动,将脱硫废水污泥管道手动蝶阀（除旁路门外）全部打开。将控制柜上开关全部打至“手动”，所有就地控制箱打至“就地”。检查澄清器污泥浊度值高于50mg/l，检查压滤机进料输出信号到位。启动污泥排污泵。
启动压滤机（图4现场压滤机）“滤板压紧”按扭，使压滤机处于过滤状态。待压力变送器显示压力值维持3-4kg/cm2持续1-1.5h，开启“滤板放松”按扭。待启动“拉板向后”按扭。启动电动泥斗。污泥排放泵启动及跳闸条件：
a启动条件：澄清器污泥浊度值高于50mg/l并且进料输出信号到位。
b跳闸条件：污泥输出电动阀与污泥回流电动阀都不在全开持续30秒。
c自动启动：另一台泵停止，或者浊度值高于120mg/l。
污泥滤液泵启动：将脱硫废水污泥管道手动蝶阀（除旁路门外）全部打开。将控制柜上开关全部打至“手动”，所有就地控制箱打至“就地”。启动污泥滤液泵。污泥滤液泵启动及跳闸条件：
a启动条件：污泥滤液箱液位高于0.4m；
b跳闸条件：污泥滤液箱液位低于0.2m；
压滤机冲洗泵启动,将脱硫废水污泥管道手动蝶阀（除旁路门外）全部打开。将控制柜上开关全部打至“手动”，所有就地控制箱打至“就地”。启动压滤机冲洗泵（图5压滤机冲洗水箱及水泵运行中）。压滤机冲洗泵启动及跳闸条件：
a启动条件：压滤机冲洗水箱液位高于0.4m，进料输出信号到位。
b跳闸条件：压滤机冲洗水箱液位低于0.2m；
2.2废水系统的停止
2.2.1废水系统的停运：
废水系统停运之前汇报发电厂的值长，关闭PH电极电源，污泥浓度计电源，浊度计电源。系统停运前先解除各设备联锁。停运废水泵，停运废水旋流器，对废水泵及废水旋流器进行冲洗。逐一停运计量泵计量泵。出水箱液位下降到适当位置时停运出水泵（最好保持1/2的液位，以能够浸泡到pH电极起到保护电极的作用）。冲洗污泥循环管路（1min以上）。系统停运后要及时添补计量箱内液位不足的药剂（如果停运后短期内不启动系统，聚丙烯酰胺最好不要大量贮存）。各搅拌器在系统停运后要保持运行，以保证系统不产生堵塞[3]。
2.2废水的再利用
经废水系统处理后合格的达标水，经废水旋流器的再次分离进入脱硫系统的滤液箱，重新回收至脱硫系统，做到了废水的循环综合利用，减少了优质工业水的补充水量，并有效避免了废水随意排放带来的环境污染。
3结论
由化验结果测定，莱城电厂湿法烟气脱硫后的废水经过中和、沉淀、絮凝、浓缩及澄清等处理后，其pH值、悬浮物、氟化物、重金属等重要指标都能达到国家规定的废水排放标准。我厂烟气脱硫工程配套的废水处理系统性能优良，通过DCS系统实现远方集控操作，运行稳定，为我厂废水系统再利用作出了贡献。
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